## シャノンの通信の数学的理論の思考の枠組み
情報源
シャノンは、通信の出発点として「情報源」を定義します。情報源は、メッセージと呼ばれる離散的な記号を生成します。これらの記号は、文字、数字、記号、あるいはより複雑なデータ構造など、任意の形式をとることができます。重要なのは、これらの記号が特定の確率分布に従って生成されることです。つまり、各記号が現れる確率はあらかじめ決まっていると仮定します。
送信機
情報源から生成されたメッセージは、そのままでは通信路を通して送信できません。そこで、メッセージを通信路に適した信号に変換する役割を担うのが「送信機」です。送信機は、メッセージを符号化し、物理的な信号に変換します。例えば、音声信号を電気信号に変換したり、デジタルデータを電波に変換したりします。
通信路
送信機によって変換された信号は、「通信路」を通して受信側に送られます。通信路は、有線、無線、光ファイバーなど、様々な物理的な媒体を指します。シャノンは、通信路を理想的なものとは仮定せず、ノイズや歪みが発生する可能性を考慮しています。ノイズとは、送信された信号に混入する不要な信号のことであり、歪みとは、信号の波形が変化してしまう現象のことです。
受信機
通信路を通して受信された信号は、「受信機」によって元のメッセージに復元されます。受信機は、送信機と逆の処理を行い、受信した信号からノイズや歪みを取り除き、元のメッセージを復号します。
宛先
復元されたメッセージは、「宛先」に届けられます。宛先は、メッセージを受け取る対象であり、人、コンピュータ、その他の情報処理システムなど、様々なものが考えられます。
シャノンの通信の数学的理論では、上記のような情報源、送信機、通信路、受信機、宛先の五つの要素からなるモデルを用いて、通信システムを抽象的に表現します。そして、このモデルを基に、情報量、通信路容量、符号化、誤り訂正など、通信における重要な概念を数学的に定義し、分析していきます。